성냥팔이 소녀가 돌아간 후 꿀록 탐정과 개코 조수는 생각에 잠겼어요. 그리곤 꿀록 탐정이 말했지요. “시계를 보낸 이유가 있을 텐데…. 직접 단서를 찾아보자. 사무실에만 있을 수는 없어!”
스토리 따라잡기 : 사라진 세제를 찾아라
꿀록 탐정과 개코 조수는 마을을 돌아보았어요. 이때, 어디선가 웅성웅성하는 소리가 들렸어요. 소리를 따라가 보니 사람들이 빨래터에 모여 있었는데, 빨래터 분위기가 심상치 않았어요. 다들 한숨을 푹푹 쉬고 있었지요.
“무슨 일이 생겼나 봐요. 가까이 가 봐요!”
개코 조수가 말했어요. 빨래터에 가까이 가자 한 소녀가 훌쩍이며 다가와 말했어요.
“꿀록 탐정님! 마침 잘 오셨어요. 안 그래도 찾아가려고 했답니다.”
“무슨 일인가요?”
꿀록 탐정이 물었어요.
“흑흑. 저는 콩쥐예요. 어머니와 언니가 오시기 전에 더러워진 옷을 빨아야 하는데 세제가 사라졌지 뭐예요. 다른 이웃분들에게 세제를 얻으러 나왔더니….”
“나왔더니…?”
꿀록 탐정이 되묻자 콩쥐가 말했어요.
“다른 분들도 세제가 다 사라졌대요. 그래서 급한 마음에 물로만 세탁하며 열심히 문지르고 있지만 더는 깨끗해지지 않아요. 얼룩을 말끔히 지우지 않으면 어머니께서 화내실 텐데…. 세제는 다 어디로 간 걸까요?”
통합과학 개념 이해하기 : 기름 때, 어떻게 지울까?
떡볶이 국물, 볼펜 똥, 정체 모를 얼룩까지 하루를 신나게 보내고 나면 어느샌가 옷에 잔뜩 때가 묻어 있어요. 하지만 세탁기에 더러워진 옷과 세제를 넣고 돌리면 깨끗한 옷을 입을 수 있지요.
세탁은 물, 세제, 세탁물을 주무르거나 비비는 물리적인 힘에 의해 이뤄져요. 물은 물에 녹는 때는 지울 수 있지만 기름때는 지우지 못해요. 그런데 우리 몸에서 배출되는 땀이나 피지같은 오염물질과 화장품이나 음식물 같은 외부 오염물질은 주로 기름때예요. 이 기름때는 비누나 세제로 지울 수 있답니다.
그런데 세제는 어떻게 기름때를 지울까요? 세제는 계면활성제 물질이에요. 계면활성제는 물과 잘 결합하는 친수성 부분과 기름과 잘 결합하는 친유성 부분을 동시에 가진 화합물이지요. 세제가 물속에서 세탁물과 만나면 계면활성제의 친유성 부분은 기름때에 달라붙고, 친수성 부분은 물에 달라붙어요. 그리고 세탁기가 빨랫감을 휘젓고, 두드리고, 주무르면 빨랫감의 섬유와 기름때 사이의 결합이 약해지는데, 이때 때와 빨랫감 사이 틈에 계면활성제가 들어가죠. 결국, 기름때가 옷에서 떨어져 물에 씻겨나가며 옷이 깨끗해진답니다.
세제가 옷을 깨끗하게 해준다고 해서 무조건 많이 넣을 필요는 없어요. 세제를 많이 넣는다고 세척력이 무한정 커지지 않고 오히려 옷에 세제가 남을 수 있거든요. 옷에 남은 세제는 민감한 피부를 자극해 염증을 일으킬 수 있어요. 게다가 세제를 헹구기 위해 물이나 전력을 많이 쓰면 환경까지 오염시킬 수 있답니다.
통합과학 넓히기 : 계면활성제로 그린 그림
초록색 배경에 귀여운 파란 펭귄이 보이나요? 이 그림은 올해 2월 미국 매사추세츠공과대학교와 펜실베이니아주립대학교 공동 연구팀이 잉크나 염료 대신 계면활성제와 기름을 섞어 만든 특별한 물방울과 빛으로 그린 그림이에요.
지난해 연구팀은 비누와 세제에 쓰이는 계면활성제와 기름을 이용해 다양한 액체방울을 만드는 연구를 하고 있었어요. 그러다 연구팀은 색소를 따로 넣지 않았는데도 이 액체방울 구조가 푸른색을 띠는 것을 발견하곤 왜 이 푸른색이 나타나는지 연구했지요.
계면활성제는 분자 간 결합력을 약하게 해 표면장력을 감소시켜요. 연구팀은 이 성질을 이용해 표면장력이 큰 구형 액체방울부터 표면장력이 작은 반구형 액체방울까지 만들었어요. 이후 연구팀은 배양접시에 서로 다른 크기와 모양의 액체방울을 만들고 빛을 비추자 보는 방향에 따라 다른 색이 나타났어요.
연구팀이 빛의 이동을 관찰한 결과, 빛이 반구형 액체방울로 들어가면 두 번, 세 번 이상 액체방울 표면에서 튕겨 반사됐어요. 액체방울 속에서 서로 다른 경로를 이동한 광선들이 액체방울을 빠져나오면서 서로 간섭을 일으켜 다양한 색을 만든 거예요. 이렇게 빛이 굴절되거나 반사되는 물리적인 원리에 의해 나타나는 색을 ‘구조색’이라고 해요. 비눗방울이나 나비의 날개, 새의 깃털 등에서 나타나지요.
연구팀은 이 연구 결과를 토대로 액체방울의 크기와 광학 조건에 따라 어떤 색을 내는지 예측할 수 있는 수학적 모델을 개발했어요. 연구에 참여한 콜 교수는 “색을 내기 위해 사용되는 합성염료는 인체에 해로울 수 있다”면서 “이번 연구 결과를 바탕으로 구조색이 대안이 될 수 있다”고 연구의 의미를 밝혔답니다.
스토리 따라잡기
“마을의 모든 세제는 다 어디로 간 걸까요? 의심 가는 곳이 있을까요?”
개코 조수가 고심하는 꿀록 탐정에게 말했어요.
“혹시 세제에 특별한 점이 있나요?”
꿀록 탐정은 무엇인가 생각난 듯 콩쥐에게 물었지요. 그러자 콩쥐가 말했어요.
“그러고 보니 우리 마을 사람들은 모두 같은 세제를 사용해요. 그 전에는 다양한 제품들이 많았는데 빨간 벽돌 공장이 세워진 이후로 빨간 세제만 사용하고 있지요.”
꿀록 탐정은 의아한 표정을 지으며 말했어요.
“왜 빨간 세제만 사용하죠?”
콩쥐가 대답했어요.
“음…. 얼마 전 마을에 행사가 있었어요. 그곳에서 빨간 세제를 나눠주었지요. 그런데 그 이후 수질이 점점 나빠지고 피부 염증이 생긴 사람이 늘었어요.”
꿀록이 의미심장한 눈빛으로 말했어요.
“빨간 세제를 만드는 곳을 조사해 봐야겠어.”
